ESTUDO DA FRAGILIDADE AMBIENTAL NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIBEIRÃO ESPÍRITO SANTO (JUIZ DE FORA – MG): CONTRIBUIÇÕES DA GEOMORFOLOGIA AO PLANEJAMENTO

Autores

de Oliveira, A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA (UFJF)) ; Marques Neto, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA (UFJF))

Resumo

Os estudos geomorfológicos se apresentam como importante ferramenta para o planejamento urbano. Conhecer o relevo e a fragilidade apresentada por cada setor do meio é fundamental para que as cidades possam ser projetadas de forma mais responsável e segura. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo da fragilidade ambiental na bacia hidrográfica do ribeirão do Espírito Santo em Juiz de Fora (MG). O trabalho foi baseado na proposta Ecodinâmica subsidiada por técnicas de geoprocessamento, sendo correlacionados, em ambiente ArcGIS, os seguintes atributos: dissecação vertical, declividade, formas de relevo, solos, uso da terra e cobertura vegetal. A carta de fragilidade ambiental, resultante da sobreposição destes documentos cartográficos precedentes, apresentou cinco classes: muito baixa, baixa, média, alta e muito alta, estabelecidas em estreita consonância às variáveis analisadas previamente.

Palavras chaves

Morfodinâmica; Fragilidade Ambiental; Planejamento Urbano

Introdução

A geomorfologia se vale veementemente de conhecimentos morfológicos e morfométricos do relevo, em consonância a outros atributos da paisagem, na produção de cartas morfodinâmicas, o que tem se mostrado de grande valia para o planejamento urbano e ambiental. As estruturas herdadas da natureza entrelaçadas aos ritmos econômicos e sociais de produção do espaço podem desencadear variados quadros de instabilidade que vão se notabilizar em processos morfodinâmicos superficiais. Segundo Ab’Sáber (1997), é notório que as paisagens e os espaços ecológicos são uma complicada herança, pois fazem parte de um legado de processos simultâneos e cumulativos de difícil acompanhamento, elaborados em grandes dimensões temporais. Trata-se de uma herança de processos geológicos e fisiográficos emanados de uma longa história tectônica, climática e ecológica, traduzida em bio e geodiversidades regionais com importante legado paisagístico. A proposição de Ab’Sáber (1969) pautada no estudo da fisiologia da paisagem em três níveis de abordagem se notabilizou como importante recurso metodológico para a Geomorfologia. Entender a fisiologia da paisagem é imprescindível para que se estabeleçam proposições adequadas de uso e ocupação do relevo, enfaticamente quando se trata de empreendimentos urbanos. No terceiro nível de abordagem o autor trata da sucessão habitual do tempo, fatos climáticos não habituais, processos espasmódicos, hidrodinâmica global da área, processos biogênicos e químicos inter- relacionados, apontando como a ação antrópica pode potencializar a fragilidade do ambiente. Em áreas urbanas se faz fundamental o entendimento da espacialidade do relevo sobre o qual a cidade se encontra edificada, bem como dos processos superficiais operantes nas vertentes e planícies transformadas. Para Christofoletti (1995) há duas perspectivas que se complementam quando se trata de verificar a aplicabilidade do conhecimento geomorfológico ao planejamento urbano: a) O estudo específico do relevo em suas características morfológicas e dos processos morfogenéticos. Complementado com dados sobre o clima, solo, hidrografia e vegetação. Essa fase de levantamentos analíticos setoriais e integrados é essencial, visto que fundamenta o diagnóstico. b) A segunda perspectiva consiste em analisar as vulnerabilidades das áreas urbanizadas, frente ao que o autor denomina de “azares naturais” tais como: secas, enchentes e deslizamentos. Estes azares, principalmente aqueles relacionados com os fenômenos geomorfológicos, ganham compreensão sobre sua magnitude e frequência quando integrados às entradas de energia fornecidas por outras categorias de fenômenos, com destaque para o clima, input natural dos sistemas ambientais. Também estão intimamente relacionados com as condições socioeconômicas que fomentam a divisão do espaço urbano, os apelos imobiliários, e os diferentes quadros de ocupação associados a tais lógicas. As áreas urbanizadas ou em processo de urbanização não podem ser interpretadas apenas pela herança natural presente no meio, haja vista os impactos nos ecossistemas e geossistemas, ocasionados direta ou indiretamente, pela urbanização. Assim, as cidades não são apenas receptoras ou vítimas dos azares naturais (CHRISTOFOLETTI, 1995). O conhecimento geomorfológico, portanto, se inscreve de forma explícita nos estudos acerca da dinâmica da paisagem aplicados ao planejamento. Pautado em tal alçada, o presente trabalho apresenta os resultados referentes ao estudo da dinâmica da paisagem na bacia hidrográfica do ribeirão Espírito Santo pelo prisma da interpretação da fragilidade ambiental, à luz da proposta de Ross (1994), inspirada na concepção ecodinâmica de Tricart (1977, 1978), de ampla difusão na cultura geomorfológica brasileira. A bacia em lume drena o setor Norte do município de Juiz de Fora (MG), apresentando terrenos urbanizados em diferentes níveis de adensamento e áreas não urbanizadas, mas que constituem importantes vetores de expansão urbana.

Material e métodos

A abordagem metodológica se baseia na visão sistêmica e integrada do meio aplicada aos estudos geomorfológicos, tendo como sustentáculo teórico a Teoria Geral dos Sistemas (TGS), proposta por L. Von Bertalanffy no ano de 1937 (BERTALANFFY, 2013), e que conheceu grande difusão na Geografia de forma geral, e na geomorfologia em caráter mais específico. É no plano da abordagem sistêmica que se pautam os estudos da paisagem pelo prisma dos geossistemas, da geoecologia, da ecogeografia e outros enfoques, entre os quais figuram os estudos focados na interpretação da fragilidade ambiental, seja como um meio ou como o próprio objetivo final da pesquisa. Foram utilizadas as cartas topográficas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), escala de 1/50.000, Juiz de Fora, folha SF-23-X-D-IV-1 (IBGE, 1977) e Ewbank da Câmara, folha SF-23-X-D-IV-2 (IBGE, 1976), que serviram de base para a delimitação da área de estudo e para a mensuração e representação cartográfica da profundidade de dissecação, ou dissecação vertical do relevo. Seguindo a proposta de Hupb (1988) a base cartográfica teve a drenagem enriquecida e foram traçadas as linhas de cumeada. A partir desse passo, foram selecionados todos os pontos cotados dos topos por onde passa a linha de cumeada de cada sub-bacia presente na área de estudo. Tendo o topo como referência, toma-se a cota da primeira curva de nível presente na linha do talvegue e subtrai-se o valor menor do maior, o que resulta na profundidade de dissecação. A carta de declividade foi gerada a partir da ferramenta do ArcGIS 10.1 Spatial Analyst/Superfície/Declividade, tendo sido lançado mão da imagem SRTM (USGS, 2008) . As classes foram definidas em intervalos manuais após a criação do modelo de declividade, estabelecendo os seguintes intervalos: 0 - 6%; >6 –12%; >12 - 20%; >20 - 30%; >30%. A partir da correlação dos dados morfométricos, espacializados nas cartas de declividade e dissecação vertical, foi estabelecida a compartimentação geomorfológica, definindo-se os tipos genéticos de agradação (A) e degradação (D), seguindo as orientações de Ponçano et al. (1981) para a definição da nomenclatura das morfologias denudacionais. Para geração da carta de uso da terra e cobertura vegetal foram utilizadas imagens em alta resolução dos softwares Bing e Google Earth. Através do uso destas imagens é possível fazer um tratamento multiescalar até um fino detalhe (até 1/1000) que possibilita a visualização dos processos morfodinâmicos. Para compensar eventuais perdas de informação foi feita a opção pelo uso das imagens dos dois softwares. O Bing pode ser aberto diretamente no ArcGIS através da instalação da extensão ArcBrutile disponível em: <http://arcbrutile.codeplex.com>. Sobre a imagem os polígonos foram desenhados e classificados manualmente com a ferramenta de edição. Feita a vetorização, através da ferramenta conversion tools / to KML, o arquivo foi convertido para uso no Google Earth para execução das conferências com edições necessárias, o que dá maior precisão a carta gerada. Após estes ajustes o arquivo foi convertido para Layer, e a edição final também foi feita em ArcGIS. Tal procedimento foi subsidiado por controle sistemático de campo, com aquisição de pontos georreferenciados em GPS (Garmin Etrex30) e registrados por câmera fotográfica digital. As cartas de dissecação vertical, declividade, compartimentação geomorfológica (formas de relevo), solos e uso da terra e cobertura vegetal foram cruzadas em software ArcGIS 10.1 para geração da carta de fragilidade ambiental gerada em conformidade à concepção metodológica de Tricart (1977,1978) e Ross (1994). Foi utilizada a ferramenta Sobreposição Ponderada para atribuir valores a cada base com suas respectivas variáveis. Foram arbitrados valores de 1 a 9 para cada atributo, associados por somatória para a definição das classes de fragilidade.

Resultado e discussão

A bacia hidrográfica do Ribeirão Espírito Santo (BHRES) possui uma área de 151,49 km2. Localiza-se na porção nordeste do município e faz parte do Setor Norte (figura 1). Trata-se de um importante manancial de Juiz de Fora, responsável pelo abastecimento de água de cerca de 40% da população. As atividades rurais predominam na área, mesmo na porção administrativamente enquadrada dentro do limite urbano. A atividade rural predominante é a pecuária bovina, mas tem ocorrido um crescimento vertiginoso das plantações de eucalipto. Há na BHRES quatro classes de dissecação (fraca, média, forte e muito forte). O relevo é bem dissecado com um predomínio da categoria de dissecação média com uma área de 54%, seguida da forte com 43%, e pouca incidência da classe fraca com 2,7%. Apenas 0,3% da área da bacia foi qualificada como muito forte. Associada à dissecação vertical, a declividade constitui um dos elementos fundamentais para mensuração da energia gravitacional presente no relevo. Assim, quanto maiores os índices de dissecação e declividade, maior será a energia presente no relevo, fato que determinará maiores restrições ao uso e ocupação. Ross (1994) define cinco classes de declividade associadas aos índices de fragilidade ambiental contida no meio (0-6% - muito fraca; >6-12% - fraca; >12-20% - média; >20-30% - forte; >30% - muito forte). As classes de declividade na BHRES se distribuem da seguinte forma: 0-6% (20%), >6-12% (25%), >12-20% (39%), >20-30% (15%) e >30% (1%). Isto seria um fator favorável à ocupação, tanto urbana quanto rural. Todavia, é importante ressaltar que em alguns setores as declividades são elevadas e impõem restrições ao uso. Ainda assim, muitas destas áreas foram desmatadas e ocupadas, o que enaltece o risco de ocorrência de processos morfodinâmicos, sejam eles na forma de processos erosivos, relativamente lentos, ou mediante agudos movimentos de massa. A compartimentação geomorfológica (figura 2) constatou que os modelados de agradação (A) ocupam 16% da área da bacia e os modelados de degradação (D) um montante de 84%. Há predominância dos modelados caracterizados como morrotes de topos aplainados (Dmrap), que ocupam 34% da área total, seguido das unidades padronizadas em morrotes (Dmr), com 28%. Também foram caracterizados morros (Dm) em 19% da área e umas poucas colinas pequenas (Dcp), que somam irrisórios 3%. Os modelados de degradação apresentam setores côncavos intercalados a outros convexos e retilíneos. Existem marcas impressas na estrutura superficial da paisagem fruto de processos erosivos lineares como sulcos rasos, ravinas e voçorocas, algumas inativas e outras em franca atividade erosiva. O relevo apresenta uma variação altimétrica de 322 metros, estando os setores mais baixos a 682 metros de altitude e o ponto mais elevado a 960 metros. Trata- se de uma topografia mamelonizada de dissecação heterogênea, com topos e vertentes dominantemente convexos. Para a BHRES a base de solos da UFV (2010) trouxe como classes os Latossolos Amarelos e os Latossolos Vermelho-Amarelos. A partir da leitura da legenda expandida foram feitos desdobramentos, associando as ocorrências de solo ao relevo. Assim, foram identificados os Neossolos Flúvicos nas planícies, Cambissolos em alguns setores das encostas e Neossolos Litólicos nas porções mais declivosas do relevo. A carta de uso da terra e cobertura vegetal (figura 3) apresenta um predomínio de áreas de pasto na BHRES com 53% do total, sendo 45% classificado como pasto com boa cobertura e baixo pisoteio de gado e 8% de pasto degradado com solo exposto e processos severos de erosão laminar. Atualmente há vários fragmentos de Floresta Estacional Semidecidual em estágio avançado de regeneração que ocupam 23% da BHRES. Também existem fragmentos em estágio inicial de regeneração que somam 7%. A maior ameaça à recuperação da vegetação nativa é o crescente avanço das plantações de eucalipto que já ocupam 14,5% da área. Em campo foi verificado que há várias estradas abertas em meio desses fragmentos de mata, principalmente aqueles em estágio mais avançado de regeneração. A partir dessas estradas são introduzidas plantações de eucalipto suprimindo a mata nativa. A área urbanizada da BHRES é de apenas 2%, com 0,5% classificada como área urbana densa e 1,5% urbana rarefeita. As áreas classificadas como "urbana rarefeita" se constituem de novos loteamentos ou terrenos com parcelamento maior que contemplam casas utilizadas, em sua maioria, nos finais de semana. Chama atenção que alguns loteamentos extrapolam para além dos limites do perímetro urbano. Segundo Ab’Sáber (1986) o mecanismo de maior gravidade no crescimento das cidades é a partilha de glebas situadas em posições descontínuas, a quilômetros de distância da área central. Inicialmente semi-isoladas no meio de sítios e fazendas, os quais por sua vez são espaços potenciais para loteamentos ulteriores e instalações de unidades industriais, com eliminação quase total das funções agrárias. Para o autor, nesse contexto é de fácil percepção que o crescimento incontrolável das cidades brasileiras acrescenta um custo histórico aos espaços ecológicos e interfere negativamente nos fluxos vivos da natureza. Se há problemas na concentração dos edifícios de apartamento construídos ou em construção na área central da cidade, “os loteamentos situados para além dos limites urbanos constituem-se em uma espécie de perigosa metástase do urbano e industrial sobre os espaços rurais” (AB’SÁBER, 1986, p. 8). A carta de fragilidade ambiental (figura 4) resultou da sobreposição das bases anteriormente apresentadas. Foram definidas cinco classes de fragilidade, muito baixa (3%), baixa (28,7%), média (45,8%), alta (21,98%) e muito alta (0,52%). Os pesos dados para cada base foi o mesmo, mas para cada atributo foi dada uma nota diferenciada, dadas em relação ao potencial morfodinâmico de cada variável como se apresenta a seguir: • Dissecação do relevo: baixa = 2; média = 4; alta = 6; muito alta = 8. • Relevo: planícies =1; colinas = 2; morrotes com topos aplainados = 4; morrotes = 5; morros = 6. • Declividade: 0-6% = 2; >6-12%= 3%; >12-20% = 5; >20-30%= 7; >30%= 8. • Solos: Neossolo Flúvico = 4; Latossolo = 2; Cambissolo = 5; Neossolo Litólico = 8. • Uso e cobertura: Floresta Estacional Semidecidual em estágio avançado de regeneração = 1. Floresta em regeneração ou replantada = 3; pasto com boa cobertura e baixo pisoteio = 4; área urbana densa = 5; área urbana rarefeita = 6; silvicultura de eucaliptos e plantações = 7; pasto degradado com solo exposto = 9. A menor nota foi atribuída à cobertura florestal que apresenta maior grau de proteção, portanto, baixo potencial morfodinâmico. A maior nota, por sua vez foi atribuída às áreas de pasto degradado com solo exposto que apresentam o menor grau de proteção e, consequentemente, maior potencial morfodinâmico. Os setores nos quais se sobrepõem as notas mais altas para dissecação vertical (8), relevo (6), declividade (8), solos (8) e uso/cobertura (9) serão os caracterizados como sendo os mais frágeis. O uso intenso, que resultou na remoção de grande parte da vegetação florestal, se soma às declividades acentuadas e dissecação do relevo significativa, denotando um quadro de fragilidade ambiental deveras representativo do domínio dos “mares de morro” dos planaltos cristalinos do sudeste brasileiro. Por último, as precipitações médias anuais em Juiz de Fora, que já atingiram 2.296,20 mm em 2004 (INMET, 2015), contribuem para que o quadro de instabilidade potencial seja mais acentuado, principalmente em condições de concentração pluviométrica que provocam a saturação das coberturas superficiais e favorecem a ocorrência de movimentos de massa, comuns em Juiz de Fora. Predominam na BHRES as classes de fragilidade ambiental, média e baixa, entretanto há elevada porção territorial com alta fragilidade. Fator que enaltece a necessidade de uma projeção planejada e adequada sobre o relevo.

A figura 1 apresenta a localização da área de estudo no município de Juiz de Fora.


A figura 2 apresenta os tipos de rele mapeados na área de estudo.


A figura 3 apresenta as classes de uso/ocupação e cobertura vegetal presente na área de estudo.


A figura 4 é o resultado da sobreposição das bases anteriormente apresentadas, mais a carta de dissecação vertical e solos.

Considerações Finais

O estudo da dinâmica dos sistemas geomorfológicos levado a efeito pelo prisma da interpretação e representação cartográfica da fragilidade ambiental apresenta bons resultados para subsidiar ações de planejamento urbano- ambiental, pois a partir da identificação das áreas mais frágeis é possível restringir ou expandir os processos de uso e ocupação, bem como fomentar a ocupação mais intensiva em áreas sem maiores restrições geotécnicas, convertendo tais documentos cartográficos como uma valiosa referência para o zoneamento. As cartas morfodinâmicas voltadas para a interpretação dos aspectos dinâmicos que ocorrem em superfície assumem uma postura prognóstica de interesse mais direto à gestão territorial, portanto, servem de apoio ao planejamento, pois não se limitam apenas a inventariar e descrever as formas de relevo. O planejamento deve ser capaz de fazer projeções para antecipar-se aos eventos indesejados para que, no caso das ocorrências espasmódicas, possa atuar rapidamente reduzindo ao máximo os seus efeitos e contribuindo para que se recobrem os processos espaciais vigentes.

Agradecimentos

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